Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение фактических гидравлических характеристик трубопроводов тепловых сетей в эксплуатационных условиях

С.А. Байбаков,

А.С. Тимошкин,

Разработка гидравлического режима работы тепловых сетей требует проведения гидравлических расчетов, связанных с определением потерь давления (напора) в трубопроводах при известном расходе сетевой воды. Одной из основных величин, определяющих потери давления, является величина эквивалентной шероховатости эксплуатируемых труб Кэ.

В настоящее время при расчетах в основном используется значение этой величины, принимаемое для новых труб, и равное 0,5 мм. При продолжительных сроках эксплуатации, эквивалентная шероховатость существенно увеличивается, что снижает адекватность формирования гидравлических режимов сети, особенно для расчета аварийных режимов и оценки резервирования. Теплосетевые организации делают попытки корректировки эквивалентной шероховатости по фактическим режимам (в основном фактическим давлениям), однако при этом используется недостаточно точная (штатная) измерительная аппаратура и не проводится детальный учет расходов воды по участкам сети.

Фактическую величину эквивалентной шероховатости можно получить на основании результатов специальных испытаний тепловых сетей на гидравлические потери, которые в соответствии с требованиями «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей в РФ» (ПТЭ) должны проводиться каждые 5 лет.

При этом в качестве фактических гидравлических характеристик трубопроводов определяются:

¦ величина эквивалентной шероховатости трубопроводов на различных участках;

¦ коэффициент гидравлического трения;

¦ гидравлическое сопротивление участков трубопроводов.

В настоящее время испытания на гидравлические потери проводятся в основном по методике фирмы «ОРГРЭС» (РД 34.20.519-97), заключающейся в выделении циркуляционного кольца из участков магистралей подающей и обратной линий от источника тепла и врезаемой перемычки в конце кольца, в котором создаются специальные режимы, связанные с повышенными расходами воды.

При этом требуется:

¦ надежное отключение на время проведения испытаний всех потребителей, присоединенных к этому кольцу;

¦ организация специальных режимов работы насосного оборудования на источнике тепла.

Гидравлические характеристики определяются только по трубопроводам испытываемого кольца и включают в себя в основном головные участки магистралей от источника тепла.

Подготовка и проведение испытаний требует значительной организационной работы, а кроме того затрат электроэнергии на создание режимов циркуляции при испытаниях.

Все перечисленное приводит к потере сбыта тепловой энергии в период проведения испытаний и дополнительным затратам электроэнергии на перекачку, а также создает дополнительные организационные и технические трудности для персонала теплоснабжающей организации. По этим причинам испытания проводятся с большими задержками по срокам обязательной периодичности, определяемым ПТЭ, или не проводятся вовсе.

В связи с этим лабораторией теплофикации ОАО «Всероссийский теплотехнический институт» (ОАО «ВТИ») в 2001-2002 гг. разработаны «Методические указания по испытанию водяных тепловых сетей на гидравлические потери без нарушения режимов эксплуатации», которые были утверждены РАО «ЕЭС России» в качестве руководящего документа для тепловых сетей (РД 153-34.1-20.526-00), и позволяют проводить соответствующие испытания в эксплуатационных условиях, без отключения потребителей тепла и создания специальных режимов.

Этот документ регламентирует объем и последовательность действий, проводимых в условиях эксплуатации, целью которых является определение фактических гидравлических характеристик трубопроводов тепловых сетей. На его основании были проведены испытания для тепловых сетей различных систем теплоснабжения г. Москвы (тепловых сетей ОАО «Мосэнерго» и ОАО «Московская теплосетевая компания») и получен практический опыт применения заложенных в материале методических положений.

В настоящее время, в связи с реорганизацией РАО «ЕЭС России», этот документ пересмотрен, скорректирован с учетом результатов практического применения и утвержден в качестве стандарта организации (СТО «ВТИ»). Название документа - «Методика определения гидравлических характеристик трубопроводов водяных тепловых сетей в условиях эксплуатации» (далее - Методика) указывает на то, что процедура собственно испытаний носит условный характер.

Одним из условий применения Методики является наличие в сети равномерно размещенных по протяженности испытываемой магистрали абонентов с приборами учета потребления тепла и имеющих возможность регистрировать и хранить в памяти параметры теплоносителя по расходу и температурам. В количественном отношении тепловая нагрузка таких потребителей должна составлять не менее 20% от общей нагрузки абонентов, присоединенных к испытываемому участку тепловой сети. В настоящее время, как правило, обеспеченность теплопо- требителей средствами учета тепловой энергии в указанных объемах существует практически повсеместно.

В соответствии с разработанной Методикой испытаниям может подвергаться вся тепловая сеть от источника тепла одновременно. При наличии в тепловой сети нескольких выводов от источника тепла или отдельных магистралей, испытания могут проводиться по каждому из указанных объектов при закрытых задвижках на перемычках между магистралями. При недостаточном количестве измерительной аппаратуры требуемого класса могут быть проведены испытания отдельно по подающей или обратной линиям.

Предлагаемая Методика имеет следующее содержание.

Определение гидравлических характеристик производится на основании потерь напора (давления) при известных значениях расходов воды по участкам трубопроводов сети, полученных в результате измерений, и принимаемых по справочным данным значениям коэффициентов местных гидравлических сопротивлений.

Измерения расходов, давлений и температур сетевой воды производятся в контрольных точках тепловой сети по подающей и/или обратной линиям и на абонентских вводах.

В контрольных точках могут проводиться измерения как всех указанных выше, так и отдельных параметров в различной их комбинации. Контрольные точки тепловой сети, как правило, совмещаются с тепловыми камерами. давление трубопровод деформационный манометр

В качестве первой контрольной точки принимается вывод источника тепла или начальная камера испытываемой магистрали. В этой точке обязательно должны проводиться измерения температур, давлений и расходов воды по подающей и/или обратной линиям.

Если в качестве первой контрольной точки используется вывод источника тепла, то она совмещается с местом установки первичных преобразователей приборов учета отпуска тепла. При этом фиксируется также величина расхода подпитки тепловой сети.

Контрольными точками на абонентских вводах являются места установки первичных преобразователей приборов учета потребления тепла на этих вводах. При отсутствии приборов учета контрольными точками могут являться места установки датчиков давления.

Измерения давлений производятся деформационными манометрами или другими датчиками давления классом точности не ниже 0,4.

Определение расходов воды по участкам производится либо путем непосредственных измерений, либо суммированием расходов воды на присоединенные в соответствии со схемой тепловой сети абонентские вводы.

Измерения расходов воды производятся штатными приборами, установленными на источнике тепла, а также расходомерными устройствами, входящими в состав аттестованных узлов учета потребителей тепловой энергии. При отсутствии указанных измерительных приборов и на промежуточных участках, измерения расходов воды могут производиться при помощи ультразвуковых расходомеров с накладными датчиками.

Для измерения расходов могут использоваться приборы с величиной основной приведенной погрешности не более 2,5%.

Измерения температуры должны проводиться с точностью до 1 ОС.

Испытания включают в себя подготовку, проведение измерений, обработку и анализ полученных результатов.

В период подготовки определяются исходные данные по тепловой сети, определяется объем испытаний (состав испытываемой сети), разрабатывается и согласовывается программа проведения испытаний.

Определение гидравлических характеристик проводится в следующей последовательности:

¦ предварительно производится подготовка, проверка и установка измерительной аппаратуры;

¦ в период измерений производятся измерения и регистрация давлений, расходов и температур воды в контрольных точках тепловой сети и на абонентских вводах.

Продолжительность периода измерений определяется наличием стабильного гидравлического режима испытываемой сети на протяжении 0,5-1,5 ч. После этого измерения прекращаются.

При обработке результатов измерений производится осреднение измеряемых показателей, распределение расходов воды по участкам тепловой сети и расчет фактических гидравлических характеристик трубопроводов.

Предпочтительно проведение работы в осенний или весенний периоды отопительного сезона, при температуре начала излома температурного графика и наибольших расходах воды в сети.

Полученные на основании реализации Методики данные используются при планировании ремонтных работ и для проведения гидравлических расчетов тепловых сетей. При оснащении контрольных точек тепловых сетей постоянно действующей измерительной аппаратурой соответствующего класса точности и наличии развитой системы телемеханики, используемые в методике подходы и алгоритмы могут также применяться для постоянного мониторинга и регулярного определения гидравлических характеристик трубопроводов при наличии требуемых условий по гидравлическим режимам.

Размещено на Allbest.ru